Защита трансформатора . Следующие шаги.
Применение масла для изоляции трансформатора было важной вехой в развитии технологий изготовления трансформаторов. Использование расширительных баков (начиная с 1910 г) уменьшило процесс старения трансформаторного масла. Сначала эти баки размещались на стене (Рис.5), а позднее их стали размещать над основным баком. Теперь могло регулироваться изменение объема масла в случае изменения нагрузки или температуры.
Хотя и имелась возможность применения МТЗ, но все еще оставался недостаток, что в месте КЗ ток должен быть бОльшим, чем номинальный ток аппарата. Кроме того, по условиям селективности, выдержки времени вблизи источников питания были очень большими, поэтому в некоторых сложных случаях такая защита становилась неприменимой.
МТЗ использовалась только на объектах, где воздействие дуги было не очень разрушительным, например на линиях электропередач. Для трансформаторов это не так. Применяемые материалы были не такими устойчивыми к воздействию дуги, а стоимость — очень большой.
Если трансформатор отключался во время грозы, то внешним осмотром было невозможно определить, поврежден он или нет. Вплоть до 20-х годов прошлого века оператор (диспетчер) сам определял, включать его или нет после аварийного отключения. Такое решение больше зависело от характера человека, чем от его знаний. Если он был осторожным, то скорее принимал решение об его отключении и начале его вскрытия и разборки. Только через два или три дня можно было с уверенностью сказать, цел он или поврежден. Понапрасну тратилось много времени в случае исправности трансформатора. Некоторые смелые инженеры принимали решение включать трансформатор – и это могло привести к его взрыву.
Макс Бухгольц (Max Buchholz), (Рис.6), работая в компании «Elektrizitätsamt Kassel», (Германия), а позднее в „Preussische Kraftwerke AG“ изучал повреждения трансформаторов. Он отметил, что большое количество тепла, выделяющееся при горении дуги, разрушает изоляционный материал и образуется газ. Было важным решить, что с этим делать. Возможно, в то время Бухгольцу не хватало элементарной осторожности. Некоторые говорят, что опыты с дугогасительной трубой в ванне были полезными для него. Другие- что он продолжил эксперименты в аквариуме сына. Идеей было направить пузырьки газа под крышкой трансформатора в подходящее место. Там можно было бы оценивать качество и количество газа. В результате большого числа опытов он нашел решение. Газ можно собирать, если крышка слегка наклонена. Отводящая труба должна «привести» газ в расширительный бак.
Рисунок 5. Реле Бухгольца (b) установленное до расшерительного бака (a)
Рисунок 6. Макс Бухгольц (1875 — 1956)
Там его цвет можно было бы изучать. В случае взрыва большое количество газа образовывало ударную волну. Цвет и качество газа можно было анализировать «отобрав» его из расширительного бака, можно также проверить, горюч он или нет. Этой информации достаточно для определения, что произошло с трансформатором. Бухгольц получил свой первый патент в 1921 г (DRP 386629) — и его имя до сих пор является названием устройства.
Защита Бухгольца (в отечественной практике чаще применяется термин «газовая защита» -прим.перводчика) – это первое устройство, которое не определяет разницу в токах, определенный уровень напряжения или мощности — ее принцип действия основан на механическом воздействии. Теперь изменения в качестве масла могут быть быстро и легко обнаружены на самой ранней стадии.
Газовая защита трансформаторов, принцип действия, назначение, область применения. Газовая защита переключателя РПН.
Прямое предназначение защитного устройства для трансформатора высокой мощности — это сохранение его от внутренних повреждений. К таким внутренним угрозам относят следующие:
- Витковые замыкания в таких обмотках как ВН и НН.
- Пожар стали трансформатора.
- Утечка масла из бака трансформатора.
Принцип действия газовой защиты трансформатора основывается на том, что система контролирует разложение трансформаторного масла, которое происходит из-за воздействия очень высоких температур на газы. Повышение температуры — это локальная проблема, которая возникает из-за короткого замыкания обмотки описываемого устройства или же при возникновении пожара стали. При появлении данной проблемы, место, где произошел сбой, будет сильно нагреваться, из-за чего температура газов также будет расти.
Автоматическое регулирование напряжения
Переключатель числа витков устанавливается для того, чтобы обеспечивать изменение напряжения в линиях, соединённых с трансформатором. Совсем необязательно, что целью всегда будет поддержание постоянного вторичного напряжения на трансформаторе. Чаще всего падения напряжения происходят во внешней сети — особенно это проявляется для дальних и мощных нагрузок. Для поддержания номинального напряжения на дальних потребителях может потребоваться увеличение напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Система управления РПН относится к релейной защите и автоматике станции — переключатель числа витков всего лишь получает команды: повысить или понизить. Однако обычно функции согласования коэффициентов трансформации между различными трансформаторами внутри одной и той же станции относятся к системе РПН. При соединении трансформаторов в параллель их переключатели числа витков должны двигаться синхронно. Для этого один из трансформаторов выбирается ведущим, а другие — как ведомыми, их системы управления РПН следят за изменением коэффициента трансформатора ведущего трансформатора. Обычно синхронным переключением числа витков добиваются исключения токов циркуляции между обмотками параллельных трансформаторов (из-за разницы вторичных напряжений параллельных трансформаторов) хотя на практике в момент действия РПН циркуляционные токи всё же возникают из-за рассогласования при переключении, однако это допускается в определённых пределах.
Советуем изучить — Системы автоматики: системы автоматического контроля, управления и регулирования
Работа газовой защиты трансформатора
При слишком большой температуре в любом месте внутри трансформатора, масло будет газогенерировать. Газы, образовавшиеся в результате этого, будут стремиться попасть в расширительный бак устройства, а для того чтобы проникнуть туда, они будут проходить через корпус газового реле.
Именно через него и осуществляется газовая защита трансформатора. При слишком большом давлении газов в корпусе реле, уровень масла начнет неизбежно падать, что, в свою очередь, вызывает опрокидывание чашек. В этот момент газовое реле и срабатывает.
Газовое реле
Названный вид защиты в трансформаторе представлен механическим реле, которое дополняется двумя парами контактов. Стоит отметить, что интенсивность образования газов внутри трансформатора будет напрямую зависеть от степени, а также характера тех повреждений, которые вызвали это самое образование газов.
Именно благодаря этому есть возможность создать такую газовую защиту трансформатора, которая будет способна определять степень и характер повреждения и, в зависимости от полученных данных, посылать сигнал либо же сразу отключать агрегат. Основным элементом защиты в таких устройствах является газовое реле класса KSG. Его установка осуществляется в маслопроводе, который располагается между баком и расширителем.
Газовая защита рпн трансформатора на струйном реле
Газовая защита РПН трансформатора выполнена на струйном реле и действует на отключение трансформатора при интенсивном движении потока масла из бака РПН в сторону расширителя.
Контакторы переключателя РПН находятся в отделенном от бака трансформатора отсеке. Поскольку при переключении контакторов дуга горит в масле, то масло постепенно разлагается с выделением газа и других компонентов. Это масло не смешивается с остальным маслом в баке и не ухудшает его качество. Бак РПН так же соединяется с расширителем (отдельный отсек) и в соединительной трубе устанавливается специальное реле, например, типа URF-25.
Струйное реле URF 25, URF 25/10
Это реле называется струйным и работает только при выбросе масла. После срабатывания струйное реле остается в сработанном положении и должно возвращаться в исходное положение нажатием кнопки на реле. Реле снабжено также кнопкой опробования, нажав на которую можно отключить трансформатор.
Струйное реле URF 25/10 устанавливается в трубопровод между головкой ступенчатого переключателя и расширителем. Установка реле позволяет контролировать поток масла. Если скорость течения масла превышает порог реагирования клапанного затвора (0,9-4,0 м/с ±15%, в зависимости от клапанного затвора), включается переключающий контакт и трансформатор выключаются.
Видео: Контроль изоляции цепей газовой защиты
В видео рассказывается об особенностях организации газовой защиты и принципах работы реле контроля изоляции Флокс. Кроме того, презентация будет полезна всем, кто начинает свое знакомство с темой релейной защиты трансформатора.
Элементы газового реле
Повторимся, что газовая защита трансформатора осуществляется посредством реле. Другими словами принцип действия защиты основан на работе этого устройства. Одним из основополагающих элементов защиты выступают алюминиевые чашки плоскодонного типа, которые осуществляют вращательное движение в такт с контактами подвижного типа, вокруг оси чашки.
Данные провода могут замыкаться с недвижущимися в том случае, если чашки начнут опускаться. А во время правильного процесса эксплуатации (когда объем масла в кожухе реле находится на приемлемом уровне) эти основные элементы защиты удерживаются в определенном положении, при котором они не замыкают ни один из контактов.
При понижении уровня масла в кожухе чашки также начинают опускаться вместе с контактами, которые замыкаются с другими, неподвижными. Причем при небольших повреждениях будет опускаться лишь верхняя чашка, и замыкание ее контактов приведет к тому, что устройство газовой защиты трансформатора подаст лишь сигнал о поломке.
Если интенсивность газообразования высока, то поток масла и газа будут также воздействовать и на лопасть, которая при замыкании контактов вместе с опущенной чашкой вызовет отключение, работающего трансформатора.
При нормальной работе агрегата, скорость масла внутри имеет значения — 0,6/0,9/1,2 м/с. Данный показатель зависит от качества охлаждения объекта. При возникновении неполадки, скорость отклика газовой защиты трансформатора занимает от 0,05 с до 0,5 с. Можно добавить, что на территории Российской Федерации наибольше распространение получило газовое реле с двумя шарообразными пластмассовыми поплавками BF80/Q.
Разновидности моделей газового реле Бухгольца
Данная статья преимущественно содержит информацию о двухпоплавковых газовых реле, которые изготавливаются мировыми производителями и имеют одинаковое исполнение фланца с размером 50 и 80 мм. Предположительно все приведенные модели являются аналогами и могут заменять друг друга в стандартных конструкциях силового трансформатора.
Газовое реле ПГ-22 и ПГЗ-22
Первым реле отечественного производства, выпускавшиеся с 1922 по 1968 год, считается реле типа ПГ-22. На протяжении длительного времени конструкция реле незначительно изменялась. Собирались данные аппараты на Запорожском трансформаторном заводе. Применялись реле типов ПГЗ-22, ПГ-54, РГЗ-61 и др. Однако во всех этих реле сигнальными и отключающими элементами служили полые цилиндрические металлические поплавки с закрепленными на них ртутными контактами.
Особенностью конструкции газового реле ПГ-22, а в последствии ПГЗ-22 является отсутствие отключающей пластины, реагирующей на скорость потока масла из трансформатора в расширитель. Внешний вид реле ПГЗ-22 показан на изображении ниже.
Газовое реле ПГЗ-22
В корпусе реле расположены один над другим два поплавка, каждый из которых несет на себе замыкающий ртутный контакт. Контакт верхнего поплавка (сигнальный) замыкается при опускании поплавка в случае снижения уровня масла до определенного предела. Контакт нижнего поплавка (отключающий) замыкается при дальнейшем снижении уровня масла в реле, а также при бурном выделении газов, когда масло в маслопроводе приобретает значительные скорости.
Поплавки имеют регулировочные устройства в виде грузов. Верхний и нижний поплавки снабжены грузом. Перемещая груз верхнего поплавка можно изменить его плавучесть (в небольших пределах) и тем самым изменить чувствительность срабатывания контакта в зависимости от количества выделенного объема газа под крышкой реле или снижения уровня масла. Перемещение груза на нижнем поплавке по кольцу из крайнего левого положения в крайнее правое можно регулировать чувствительность срабатывания контакта – в зависимости от скорости потока масла от трансформатора к расширителю по маслопроводу.
На крышке корпуса реле установлен кран для отбора пробы газа и выпуска воздуха из реле после его монтажа. Кроме того, на крышке имеются выводы от контактов для подключения к схеме защиты.
Цена: от 4000 руб
Газовое реле РГЧЗ-66
Наибольшее распространение получило разработанное в Челябэнерго газовое реле РГЧ-61, промышленный выпуск которого освоил Запорожский трансформаторный завод. Таким образом появляется – РГЧЗ-66.
Основной особенностью конструкции газового реле РГЧЗ-66 является то, что поплавки в нем выполнены в виде металлических чашек. Как и все газовые реле, оно имеет герметически закрытый корпус, устанавливаемый в маслопроводе между баком трансформатора и расширителем. В нем расположено три элемента: верхний – сигнальный и два нижних отключающих элемента. Когда реле заполнено маслом, контакты, расположенные внутри чашек, остаются разомкнутыми, так как каждая чашка со стороны спиральной пружины подтянута ею вверх до упора.
Газовое реле РГЧЗ-66
При выделении воздуха или повреждении трансформатора, сопровождающимся слабым газообразованием, поднимающийся к расширителю газ или воздух скапливается в верхней части реле, вытесняя масло. При этом масло остается в чашке сигнального элемента реле, и под действием массы этого масла чашка поворачивается вокруг своей оси вниз до замыкания контактов.
Отключающие элементы (чашка и пластина) расположены в нижней части корпуса реле, пластина установлена против входного отверстия масло провода со стороны трансформатора. Она является элементом, реагирующим на скорость движения масла в маслопроводе, а чашка – элементом, реагирующим на полное опорожнение корпуса реле от масла. Оба элемента действуют на один контакт, причем при работе пластины чашка может не работать.
При повреждении трансформатора, сопровождающимся бурным газообразованием, давление в баке повышается, и масло вытесняется из бака в расширитель. При скорости потока масла, равной уставке реле или больше нее, усилием, возникающим на пластине, последняя поворачивается вокруг оси со стойкой и подвижными контактами до их замыкания с неподвижными контактами. При этом чашка отключающего элемента может оставаться в покое. Сигнальный элемент в этом случае может сработать несколько позже отключающего, пока выделившийся газ поднимается из бака трансформатора и заполнит верхнюю часть корпуса газового реле.
Цена: от 26 000 руб
Газовое реле EMB BF 80/Q и BF 50/10
Германская версия реле. Компания EMB является “прямым потомком” первоначального предприятия, которым управлял Макс Бухгольц. Главный офис расположен в Барлебене.
Газовые реле BF 80/Q (BF 50/10) состоят из корпуса и крышки из атмосферостойкого сплава легких металлов, к которой крепятся все основные элементы реле (В – реле с двумя элементами, F – сфланцем, 50, 80 – внутренний диаметр фланца в mm, Q – фланецквадратной формы). На крышке закреплена табличка с указанием типа реле и его данных, а также изображена стрелка, которая должна быть направлена в сторону расширителя. Стальная сборочная скоба 8 крепится двумя винтами к крышке реле,эта скоба является основной для крепления сигнального и отключающего элементов, постоянного магнита и ряда других деталей реле.
Газовое реле EMB BF 80/Q
Сигнальный элемент состоит из пластмассового полого шарообразного поплавка с держателем, который крепится к сборочной скобе. C поплавком жестко связан круглый магнит, служащий для управления сигнальным контактом. Как сигнальный, так и отключающий контакт реле выполнены с помощью магнитоуправляемых герконов, замыкание которых происходит от приближения магнита к концу стеклянной колбы, в которой заключен контакт. При понижении уровня масла в реле опускается поплавок сигнального элемента и при объеме газа в реле 250-300 cm³ управляющий магнит приводит к замыканию сигнального контакта реле.
Отключающий элемент помещен в нижней части корпуса реле под пластиной, служащей для закрепления магнита в одном из трех положений и одновременно выполняющей функцию экрана, защищающего элемент от оседающего из масла шлама. Отключающий элемент (как сигнальный) крепится к сборочной скобе и состоит также из пластмассового поплавка, круглого магнита и геркона.
Пластина отключающего элемента удерживается в нормальном положении с помощью постоянного магнита. Она предназначена для срабатывания от потока масла; при определенной скорости потока преодолевается сила притяжения магнита и пластина отклоняется на некоторый угол, поворачиваясь вокруг своей оси.
Цена: от 52 000 руб
Газовое реле РЗТ-50 и РЗТ-80
Украинская версия реле РЗТ. Корпус выполнен литым из алюминиевого сплава и имеет входной и выходной фланцы с отверстиями для подсоединения реле к трубопроводам. Для визуального контроля работы механического блока в корпусе имеется с двух сторон смотровые стекла. Для защиты стекол от загрязнений и вредного воздействия солнечных лучей имеются откидываемые вверх защитные крышки.
Газовое реле РЗТ-80
Красная стрелка на корпусе указывает направление движения жидкости к расширителю. Механический блок состоит из крышки и включающего механизма. Механический блок крепится к корпусу болтами. На крышке, литой из алюминиевого сплава крепится газоспускной клапан, контрольная кнопка, и в клеммной коробке блок герметизированных магнитоуправляемых контактов и клеммник. Клеммная коробка имеет два резьбовых отверстия, в которые крепятся заглушка и переходник для герметизированного ввода и крепления контрольного кабеля в металлорукаве, и сверху закрывается откидной крышкой с резиновой прокладкой.
Блок герметизированных контактов (БГК) состоит из кожуха, выполненного из нержавеющей стали, с присоединительным фланцем и печатной платы. С одним или двумя (в зависимости от исполнения) магнитоуправляемыми контактами. После сборки кожух заполняется азотом или осушенным воздухом и герметизируется эпоксидным компаундом. Конструкция исключает контакт токонесущих элементов с рабочей жидкостью.
Включающий механизм состоит из сборной рамы, в которой смонтирована верхняя и нижняя системы переключений. Верхняя система переключения выполнена конструктивно по принципу ломающегося рычага, на одном плече которого закреплен металлический полый поплавок, а на другом – постоянный магнит, при опускании поплавка рычаг замыкается и магнит принудительно перемещается относительно кожуха БГК, и вызывает замыкание магнито-управляемого контакта, а при подъеме поплавка плечо рычага с магнитом свободно опускается под действием силы тяжести и размыкает контакт.
Цена: от 32 000 руб
Газовое реле COMEM UNEL 50 H и COMEM UNEL 80 H
Итальянская версия реле. Газовое реле Comem представляет собой сборку из двух обработанных литых деталей из алюминиевого сплава, которые обеспечивают идеальное сальниковое уплотнение. Основной корпус реле оснащен смотровыми окнами из закаленного стекла с градуированной маркировкой шкалы в кубических сантиметрах для обозначения внутреннего объема. Пробка для слива масла расположена в нижней части основного корпуса. На верхней крышке находится рама, содержащая подвижные части реле. Они состоят из двух поплавков и связанных с ними ртутных выключателей, заключённых в стеклянные колбы, и одного калиброванного проточного клапана. Для R1 и RF 1 также доступны магнитные переключатели. Крышка также несет на себе:
- газоразрядный клапан с G1/8″ с наружной резьбой и защитным колпачком;
- клапан для пневматического тестирования (OK) цепей сигнализации и отключения, с защитным колпачком;
- толкатель для механического отключения цепей сигнализации и расцепления, с защитным колпачком;
- клеммная коробку, содержащую 4 пронумерованных клеммы М6 и одну клемму заземления.
Газовое реле COMEM UNEL 50 H
Вход в myABB Возникла проблема с вашим запросом. В качестве обычного теста все отливки проверяются путем впрыскивания окружающего воздуха при 2. Молниеносный импульс выдерживает пик напряжения кВ между цепями и землей 2 5 Разомкнутые контакты 1 3 Рабочее давление – 1 бар, проверено до 2,5 бар в течение 2 минут при градусах Цельсия.
Трансформатор 10 снабжен реле Бухгольца, согласно изобретению, которое обозначено контрольной цифрой 16 и интегрировано между трансформатором и расширительным сосудом Очевидно, что регулировка подвижного заслонки 33 имеет дискретный тип и должна быть точно изучена как задержка по размеру и числу съемных частей 45, чтобы сделать реле 16 удобно чувствительным к токам масла.
Гелиевый тест на герметичность в качестве гарантии герметичности масла и газа Перед поставкой каждое реле Бухгольца в дополнение к функциональной проверке проверяется на герметичность. Подробнее я согласен. Газы, движущиеся в направлении масляного консерватора, или ударные волны, создаваемые быстрым развитием газа, запускают сигнализацию реле Бухгольца.
На основе изменения цвета индикаторов, встроенных в стеклянные трубки, можно быстро и надежно обнаружить высокоэнергетический инцидент с водородом и рлей-моноксидное старение изоляционного материала. BR Внутреннее накопление газа и поток масла контролируются и удерживаются под контролем реле Бухгольца. Устанавливаемое в трубопровод между баком и масляным консерватором, оно реагирует на неисправности, возникающие внутри трансформатора.
Цена: от 70 000 руб
Газовое реле ОРГРЭСЭНЕРГО РГТ 50 201 и РГТ 80 201
Русская версия газового реле. Реле газовые серии РГТ предназначены для защиты маслонаполненных трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов, имеющих расширитель, от повреждений внутри бака. При повреждениях масло нагревается, выделяется газ, уровень масла понижается или оно проливается из бака в расширитель.
Газовое реле ОРГРЭСЭНЕРГО РГТ-80-201
Типы реле устанавливаются в зависимости от диаметра проходного сечения и уставки по скорости потока масла. Таким образом, проходные сечения реле РГТ‑50 и РГТ‑80 имеют диаметр соответственно 50 и 80 мм и рассчитаны на скорость потока масла 0,65; 1,0; 1,5 м/с.
Одним из основных элементов газового реле являются блоки контактов регулирующих. Блок БКР2 имеет два поплавка – верхний и нижний, на которых установлены постоянные магниты, управляющие герконами. В реле РГТ‑50 и РГТ‑80 верхняя (сигнальная) контактная система срабатывает при понижении уровня масла на 100–250 см³. Нижняя (отключающая) контактная система срабатывает раньше, чем уровень масла достигнет нижнего уровня входного отверстия фланца на корпусе реле. Когда в трубопроводе скорость потока масла из бака в расширитель превышает значения уставки срабатывания реле, срабатывает отключающая система напорной пластины.
Скорость срабатывания реле РГТ – 0,1 с.
Установочные и присоединительные размеры всех перечисленных реле позволяют использовать их для замены находящихся в эксплуатации РЗТ‑25, РЗТ‑50, РЗТ‑80, РГЧ3–66, BF 80/Q, BF 50/10 и URF 25/10 без каких-либо переделок.
Особенности и преимущества струйных и газовых реле РГТ‑50 и РГТ‑80: – имеют более совершенные, чем у «предшественников», поплавковую и контактную системы; – обеспечивают возможность выполнения двух независимых отключающих и двух независимых сигнальных цепей; – позволяют изменять уставки по скорости потока масла; – позволяют заменять контактные системы в случае их неисправности без демонтажа реле с трансформатора.
Цена: от 48 000 руб
Технические подробности и цену от изготовителя газового реле ОРГРЭСЭНЕРГО можно узнать здесь
Газовое реле MESSKO MBR-50 и MBR-80
Немецкая версия газового реле. Реле MSafe®, устанавливается в трубе, соединяющей бак трансформатора и расширительный бак и реагирует на аварии, которые возникают внутри защищаемого трансформатора. Аварии, возникающие внутри защищаемого трансформатора, не подлежат визуальному контролю, и могут быть своевременно обнаружены только с помощью реле Бухгольца. При этом реле Бухгольца может сигнализировать либо отключать защищаемое устройство в результате возникновения следующих событий:
Газовое реле MESSKO MBR-50
Перемещение газов в направлении расширителя, вызывает срабатывание системы сигнализации реле Бухгольца.
Ударная волна, возникающая в случае быстрого выделения газа, вызывает срабатывание системы сигнализации реле Бухгольца.
В случае слишком низкого уровня масла в расширительном баке и при утечке масла реле Бухгольца выполняет функцию датчика уровня масла. Реле MSafe® предлагается в качестве двухпоплавкового реле Бухгольца в различных исполнениях для номинальных диаметров трубы Ду25, Ду50 и Ду80. • MBR25-6, MBR25-16 и MBR25-G (резьба 1 1/2“) • MBR50-6 и MBR50-16 • MBR80-6/4, MBR80-16/8 и MBR80-16/4 • MBR80-CH und MBR80-QU (квадратным фланцем) • По желанию заказчика оно может оснащаться 4 замыкающими, размыкающими и/или переключающими контактами. Опционально предлагаются следующие исполнения: • крышка смотрового окна • кнопка сброса после тестирования • штуцер для подключения баллона со сжатым воздухом • «морское» исполнение
Цена: от 87 000 руб
Газовое реле VILLE QJ-50 и QJ-80
Китайская версия газового реле. Реле Бухгольца типа QJ является своего рода защитным устройством, используемым в маслопогруженном трансформаторе с расширителем и устройством РПН. При неисправности внутри трансформатора (или устройства РПН) выделяются газы, образующиеся при разложении масла. При накоплении газа до заданного уровня включается сигнальный контакт реле Бухгольца и посылается сигнал тревоги. Если внутри трансформатора или устройства РПН возникает серьезная неисправность, то происходит скачок масла в трансформаторе, масло сильно течет по трубопроводу и приводит к срабатыванию отбойной плиты реле Бухгольца, что приводит к замыканию переключающего контакта и, таким образом, к отключению трансформатора. При низком уровне масла из-за потери масла срабатывает также аварийная сигнализация.
Газовое реле VILLE QJ-50
При монтаже ось трубопровода реле должна быть параллельна крышке корпуса трансформатора, при этом допускается, чтобы конец, ведущий к расширителю, был более высоким, однако наклон между осью и ровной поверхностью не должен превышать 4%.
Верхняя часть состоит из газового замка, газовой контргайки, зонда, блокировки, стопорного кольца (поплавка), сброса веса, защитной пластины , магнита, соединительной клеммы, пружины, регулирующего стержня и сухого герконового контакта. Формируют проточное устройство, которое действует на расцепление, газовый замок в крышке используется для истощения в случае сборки и извлечения газа из строя. Зонд используется для проверки гибкости и надежности расцепительного механизма.
Цена: от 35 000 руб
Газовое реле CEDSAPE EB050A20N и BQ80420N
Итальянская версия газового реле. Защитное реле с газовым приводом предназначено для обнаружения неисправностей, а также для минимизации распространения любых повреждений, которые могут возникнуть в маслонаполненных трансформаторах. Таким образом, реле особенно эффективно в случае неисправности: – ламинирования короткозамкнутых жил – сломанной изоляции болтов жил – перегрева некоторых частей обмоток – плохих контактов – короткого замыкания между фазами, витков – замыканий на землю – прокола изоляторов втулок внутри бака Кроме того, реле может предотвратить возникновение условий, приводящих к замыканиям в трансформаторе, например, к падению уровня масла из-за утечек или проникновению воздуха в результате дефектов в системе циркуляции масла.
Газовое реле CEDSAPE BQ80420N
Поэтому применение других форм защиты не исключает использования реле Бухгольца с газовым приводом, так как это устройство является единственным средством обнаружения зарождающихся неисправностей, которые, если их не заметить, могут привести к тяжелым отказам. Принцип работы реле Бухгольца основан на том, что каждый вид неисправности в маслонаполненном трансформаторе вызывает разложение изоляционного материала, будь то жидкий или твердый, из-за перегрева в зоне неисправности или действия интенсивного электрического поля, а также образование пузырька газа. Они попадают в реле (обычно заполненное маслом) по трубопроводу, соединяющему трансформатор с консерватором, где установлено реле Бухгольца.
Особенности конструкции активной части рле сконструировано таким образом, чтобы обеспечить свободное прохождение потока масла через корпус, при этом между входом и выходом масла внутри реле нет никаких препятствий (за исключением заслонки, которая определяет скорость потока масла), таких как поплавки или любые другие устройства. Нижний и верхний поплавки изолированы от потока масла, что позволяет избежать работы без присмотра из-за турбулентности масла. По требованию, специальное устройство позволяет в случае масляного всплеска удерживать размыкающий контакт в рабочем положении, что делает возможным возврат реле в исходное положение только вручную. Конструкция контактов Реле оснащены магнитными выключателями, которые позволяют избежать замыкания контактов без присмотра и, как следствие, неправильной работы реле, если оно подвергается сильным вибрациям. Кроме того, каждый контакт управляется 2 магнитами, смещенными таким образом, чтобы создать постоянное магнитное поле вокруг самого контакта, таким образом, контакт не подвержен влиянию внешних магнитных полей, присутствующих на трансформаторе.
Небольшие неисправности Когда в трансформаторах возникает небольшая или зарождающаяся неисправность, маленькие пузырьки газа, которые проходят вверх к консерватору, застряли в корпусе реле, вызывая тем самым снижение уровня масла внутри реле. В результате верхний поплавок замыкает свой магнитный переключатель, завершая тем самым цепь сигнализации и управляя внешним сигнализатором. Серьезные неисправности Газовое излучение Когда в трансформаторе возникает серьезная неисправность, газовое излучение является сильным и вызывает выброс масла через соединительный трубопровод к консерватору. В реле этот масляный выброс попадает на заслонку, расположенную в нижней части (перед отверстием для прохождения масла) и вызывает замыкание магнитного выключателя, завершение цепи отключения к силовому выключателю и отключение трансформатора. Значение скорости подачи масла, необходимое для срабатывания расцепителя, может быть изменено путем замены противовеса, установленного на самом устройстве, или изменением его размера. Утечка масла Утечка масла в трансформаторе вызывает падение уровня масла внутри реле, в результате чего срабатывает сначала поплавок сигнализации (верхний), а затем поплавок расцепления (нижний), которые замыкают собственные контуры Всасывание воздуха в трансформатор, вызванное дефектами в системе циркуляции масла или другими причинами, приводит в действие поплавок сигнализации сначала и после размыкающего контакта.
Конструктивные особенности, отделка и принадлежности, корпус и крышка реле Бухгольца изготовлены из алюминиевого сплава, маслонепроницаемые для атмосферных воздействий; компактная конструкция, означающая малый вес, малые габариты, КПД, является результатом очень долгого опыта производства реле. Два фланца на корпусе позволяют легко подключать реле к трубкам; с обеих сторон корпуса реле установлены два больших смотровых окна из трогамида (по желанию заказчика из закаленного стекла), с градуированной шкалой (по желанию заказчика окна могут быть снабжены солнцезащитным козырьком). Плоская поверхность на крышке реле позволяет, используя спиртовой уровень, устанавливать реле с соответствующим наклоном Аксессуары На крышке реле имеется кран для выпуска газа, кнопка для проверки электрических цепей, малый клапан для пневматических испытаний (стандарт для Бухгольца размер 2″ и 3″ по запросу для Бухгольца размер 1″) и кабельная коробка (которая отлита интегрально в крышку) с 2 кабельными вводами размером М25х1,5.
В нижней части реле имеется штекер для слива масла. Готовность В стандартном исполнении все литые детали защищены одним слоем эпоксидной грунтовки и одним слоем полиуретановой краски (общая толщина 80 мкм), конечный цвет RAL 7030, винты и шайбы выполнены из нержавеющей стали; степень защиты устройства IP 55. Поэтому устройство подходит для наружной установки в тропическом климате и при промышленном загрязнении.
Цена: от 35 000 руб
Газовое реле ATVUS GOR 2M и GOR 3M
Индийская версия газового реле. Силовые трансформаторы считаются высоконадежным видом оборудования, однако для обеспечения непрерывности их работы в современных условиях требуются защитные устройства. Назначение таких устройств – отключение неисправного оборудования до того, как возникнет крупномасштабное повреждение оборудования или другого подключенного к нему оборудования. Такие устройства, как правило, реагируют на изменение тока или давления, возникающее в результате неисправности, и используются либо для сигнализации, либо для отключения цепей.
Газовое реле ATVUS GOR 3M
Защитные устройства в идеальном корпусе должны быть чувствительны ко всем неисправностям, просты в эксплуатации, надежны в обслуживании и экономичны. С учетом жидкостных погружных трансформаторов, почти идеальное “защитное устройство” доступно в виде описанных здесь газовых и масляных реле. Реле работает на хорошо известном факте, что почти каждый тип электрических повреждений в “жидких погружных трансформаторах” приводит к возникновению газа. Этот газ собирается в корпусе реле и используется тем или иным образом, или другое, чтобы вызвать срабатывание сигнализации или цепи отключения.
Принцип газонефтяного реле впервые был успешно продемонстрирован и использован “Бухгольцем” много лет назад. В ходе серии экспериментов, широко проведенных в Германии, было установлено, что реле способно выявлять зарождающиеся неисправности, тем самым предотвращая дальнейшее распространение неисправности и обширные повреждения и экономя дорогостоящий и длительный ремонт. Принцип работы этого реле настолько успешен, что, несмотря на продолжающиеся поиски лучших защитных устройств в других областях электроэнергетики, газонефтяное реле до сих пор само по себе обеспечивает защиту от различных неисправностей.
Цена: 0 руб
Действие газовой защиты трансформатора
Стоит сказать о том, что газовая защита получила широкое распространение за счет особой чувствительности данной системы — она отлично реагирует на любые внутренние повреждения, которые происходят в объекте.
При любой неполадке внутри агрегата будет образовываться либо электрическая дуга, либо нагрев деталей, и это будет приводить к сильному разложению масла и изоляционных материалов, что, в свою очередь, вызывает образование газов. Так как летучие газы намного легче масла, то они будут подниматься в расширительный бак, располагающийся на самом верху трансформатора. Если газообразование будет слишком интенсивным, то давление этого вещества начнет приводить в движение масло, которое начнет двигаться в сторону расширителя через кожух.
Из этого следует, что газовая защита трансформатора реагирует на интенсивное образование газов и движение масла внутри объекта, так как в сумме эти два действия сигналят о том, что возникла поломка внутри агрегата.
Силовые трансформаторы
В силовых трансформаторах кроме наличия газового реле, которое реагирует на газообразование и движение масла в сторону расширителя, присутствуют также реле струйного типа. Предназначение названных реле — защита контакторов маслонаполненных переключателей ответвлений трансформаторов от повреждений, которые могут возникать из-за слишком быстрого потока масла, следующего из бака контактора в расширитель.
Также стоит сказать о том, что газовая защита силовых трансформаторов срабатывает даже при самых незначительных повреждениях, то есть даже при малой интенсивности образования газов и при малой скорости движения масла. Кстати, электрическая защита струйного реле не способна уловить такие мелкие нарушения.
Особенности защиты
Важно заметить, что по своему принципу действия газовая защита многогранна. Она реагирует не только на образование газов, но и на наличие в трансформаторе атмосферного воздуха, на движение или толчки масла внутри кожуха, а также на механические повреждения, которые могут возникать из-за вибрации корпуса агрегата.
Для того чтобы избежать ложного срабатывания газовой защиты и ненужного отключения трансформатора, нижний поплавок газового реле чаще всего выставляют так, чтобы он реагировал на скорость движения масла в пределах от 50 до 160 см/с.
Газовые реле РГТ-50 и РГТ-80
Защита трансформатора — одна из важнейших задач систем автоматики на подстанциях. Его выход из строя способен привести к чрезвычайным происшествиям и значительным материальным потерям, ведь к нему подключены разнообразные потребители. Причем по нормативным документам для большинства трансформаторов на подстанциях мощностью от 400 кВА и выше обязательна газовая защита, как наиболее эффективная и универсальная в настоящий момент. Для выполнения данного требования используют газовые реле, особенности которых мы рассмотрим ниже.
Принцип действия газового реле для защиты трансформатора основан на контроле давления газа. Реле помещают в специальный металлический кожух и врезают в маслопровод трансформатора между баком и расширителем. В случае резкого повышения температуры, которое может возникнуть по разным причинам (например, из-за короткого замыкания в обмотках трансформатора или возникновения «пожара стали»), начинает разлагаться трансформаторное масло либо нагреваются органические элементы обмотки, отчего внутри трансформатора образуется газ.
Разогретые газы стремятся попасть в расширитель устройства, проходя через корпус реле. Если нагрев слабый, то давление газа будет нарастать постепенно и реле даст предупреждающий сигнал, не отключая трансформатора. Но при большом давлении газа, которое свидетельствует о сильном разогреве, что, как правило, бывает связано с КЗ, реле отключает трансформатор.
Необходимо отметить, что газовое реле для защиты трансформатора способно отреагировать не только на давление газа, образовавшегося в результате нагревания, но и на наличие в трансформаторе атмосферного воздуха, на движение или толчки масла внутри кожуха, а также на различные механические повреждения, которые могут возникать из-за вибрации в корпусе агрегата в процессе работы. Однако в современных газовых реле предусмотрены механизмы защиты от ложного срабатывания и отключения трансформатора. Газовые реле не зря широко применяются для защиты трансформаторов разной мощности. Можно выделить три их главных преимущества.
Первое — простота организации данного вида защиты. Второе — высокая чувствительность газовых реле. Они реагируют даже на междувитковое замыкание в обмотках трансформатора, что недоступно для дифференциальной и максимально-токовой защиты. И третье преимущество — относительно высокое быстродействие. Если происходит КЗ, газовое реле отключает трансформатор через считанные доли секунды. Вот почему применение газовых реле для защиты трансформаторов закреплено в нормативных актах.
Сегодня в стране известно несколько производителей, выпускающих газовые реле для защиты трансформаторов. Один из них — , производящая газовые реле РГТ-50 и РГТ-80 (рис. 1).
В середине 1990-х эти реле пришли на смену широко распространенным в Советском Союзе газовым реле Бухгольца, произведенным Магдебургским заводом электротехники и приборостроения (ГДР), и сегодня они распространены в России не меньше своих предшественников. Газовые реле РГТ-50 и РГТ-80 с успехом используются для защиты маслонаполненных трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов, имеющих расширитель, от повреждений внутри бака. Их проходные сечения имеют диаметр соответственно 50 и 80 мм и рассчитаны на скорость потока масла 0,65, 1,0 и 1,5 м/с.
Рис. 1. Реле РГТ-80
Одним из основных элементов таких реле являются блоки контактов регулирующих — БКР1 и БКР2. Блок БКР2 имеет два поплавка — верхний и нижний, на которых установлены постоянные магниты, управляющие герконами. Верхняя (сигнальная) контактная система реле срабатывает при понижении уровня масла в баке трансформатора на 100–250 см³.
Нижняя (отключающая) контактная система срабатывает раньше, чем уровень масла достигнет нижнего уровня входного отверстия фланца на корпусе реле. Как уже отмечалось, газовые реле РГТ-50 и РГТ-80 прекрасно зарекомендовали себя в эксплуатации и хорошо известны нашим потребителям.
При этом не меньшими возможностями обладает и другая продукция для электрических сетей и защиты электрооборудования «ECCO-Технолоджи», которую мы кратко охарактеризуем ниже. Обзор продукции «ЕССО-Технолоджи» Компания представляет широкий ряд современной низковольтной и высоковольтной аппаратуры: КРУ 2-10, КМ-1Ф и КРУН, К-59, ТЭМП, реле РКТУ-01 и другое оборудование. Рассмотрим эти решения подробнее.
Преимущества защиты
Среди основных преимуществ газовой защиты трансформатора можно выделить следующие пункты:
- Простота устройства данной защиты, а также высокая чувствительность реле.
- Количество времени, которое необходимо защите для принятия решения, очень мало. Присутствует возможность выбора между сигналом и отключением, в зависимости от информации о повреждении внутри объекта.
- Именно газовая защита считается наиболее чувствительной при защите обмоток трансформатора, а также при замыкании его витков.
Кроме сказанного, можно добавить, что все трансформаторы, мощность которых 1 000 кВт и более, поставляются уже с наличием данного типа защиты. Однако есть небольшой минус, который заключается в том, что газовая защита никак не реагирует на повреждения выводов агрегата, а потому должна комплектоваться второй защитой от внутренних неполадок. К примеру, в трансформаторах малой мощности, такой системой защиты стали МТЗ и токовые отсечки.
Газовое реле бухгольца принцип действия
В статье отражены принцип работы и устройство газовых реле РГТ-50 и РГТ-80, которые сегодня широко используются в нашей стране. Также кратко охарактеризованы другие устройства, выпускаемые компанией «ЕССО-Технолоджи» для электрических сетей и защиты электрооборудования: КРУ 2-10, КМ-1Ф и КРУН, К-59, ТЭМП, реле РКТУ-01 и т. д.
Газовые реле РГТ-50 и РГТ-80
Защита трансформатора — одна из важнейших задач систем автоматики на подстанциях. Его выход из строя способен привести к чрезвычайным происшествиям и значительным материальным потерям, ведь к нему подключены разнообразные потребители. Причем по нормативным документам для большинства трансформаторов на подстанциях мощностью от 400 кВА и выше обязательна газовая защита, как наиболее эффективная и универсальная в настоящий момент. Для выполнения данного требования используют газовые реле, особенности которых мы рассмотрим ниже.
Принцип действия газового реле для защиты трансформатора основан на контроле давления газа. Реле помещают в специальный металлический кожух и врезают в маслопровод трансформатора между баком и расширителем. В случае резкого повышения температуры, которое может возникнуть по разным причинам (например, из-за короткого замыкания в обмотках трансформатора или возникновения «пожара стали»), начинает разлагаться трансформаторное масло либо нагреваются органические элементы обмотки, отчего внутри трансформатора образуется газ.
Разогретые газы стремятся попасть в расширитель устройства, проходя через корпус реле. Если нагрев слабый, то давление газа будет нарастать постепенно и реле даст предупреждающий сигнал, не отключая трансформатора. Но при большом давлении газа, которое свидетельствует о сильном разогреве, что, как правило, бывает связано с КЗ, реле отключает трансформатор.
Необходимо отметить, что газовое реле для защиты трансформатора способно отреагировать не только на давление газа, образовавшегося в результате нагревания, но и на наличие в трансформаторе атмосферного воздуха, на движение или толчки масла внутри кожуха, а также на различные механические повреждения, которые могут возникать из-за вибрации в корпусе агрегата в процессе работы. Однако в современных газовых реле предусмотрены механизмы защиты от ложного срабатывания и отключения трансформатора. Газовые реле не зря широко применяются для защиты трансформаторов разной мощности. Можно выделить три их главных преимущества.
Первое — простота организации данного вида защиты. Второе — высокая чувствительность газовых реле. Они реагируют даже на междувитковое замыкание в обмотках трансформатора, что недоступно для дифференциальной и максимально-токовой защиты. И третье преимущество — относительно высокое быстродействие. Если происходит КЗ, газовое реле отключает трансформатор через считанные доли секунды. Вот почему применение газовых реле для защиты трансформаторов закреплено в нормативных актах.
Сегодня в стране известно несколько производителей, выпускающих газовые реле для защиты трансформаторов. Один из них — компания «ЕССО-Технолоджи», производящая газовые реле РГТ-50 и РГТ-80 (рис. 1).
В середине 1990-х эти реле пришли на смену широко распространенным в Советском Союзе газовым реле Бухгольца, произведенным Магдебургским заводом электротехники и приборостроения (ГДР), и сегодня они распространены в России не меньше своих предшественников. Газовые реле РГТ-50 и РГТ-80 с успехом используются для защиты маслонаполненных трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов, имеющих расширитель, от повреждений внутри бака. Их проходные сечения имеют диаметр соответственно 50 и 80 мм и рассчитаны на скорость потока масла 0,65, 1,0 и 1,5 м/с.
Рис. 1. Реле РГТ-80
Одним из основных элементов таких реле являются блоки контактов регулирующих — БКР1 и БКР2. Блок БКР2 имеет два поплавка — верхний и нижний, на которых установлены постоянные магниты, управляющие герконами. Верхняя (сигнальная) контактная система реле срабатывает при понижении уровня масла в баке трансформатора на 100–250 см³.
Нижняя (отключающая) контактная система срабатывает раньше, чем уровень масла достигнет нижнего уровня входного отверстия фланца на корпусе реле. Как уже отмечалось, газовые реле РГТ-50 и РГТ-80 прекрасно зарекомендовали себя в эксплуатации и хорошо известны нашим потребителям.
При этом не меньшими возможностями обладает и другая продукция для электрических сетей и защиты электрооборудования «ECCO-Технолоджи», которую мы кратко охарактеризуем ниже. Обзор продукции «ЕССО-Технолоджи» Компания представляет широкий ряд современной низковольтной и высоковольтной аппаратуры: КРУ 2-10, КМ-1Ф и КРУН, К-59, ТЭМП, реле РКТУ-01 и другое оборудование. Рассмотрим эти решения подробнее.
Микропроцессорный терминал управления и защиты присоединений ТЭМП служит для защиты воздушных и кабельных линий, секционных и вводных выключателей. Это устройство обладает богатыми возможностями и выполняет множество функций защиты, автоматики, управления, измерений, регистрации и сигнализации.
РКТУ-01
Реле РКТУ-01 осуществляет непрерывный контроль тока утечки в цепях постоянного, переменного или выпрямленного напряжения (в том числе контроль изоляции цепей газовой защиты). Если величина тока превышает установленный предел (который задается пользователем с помощью DIP-переключателя на лицевой панели корпуса), происходит выдача сигнала срабатывания. Реле РКТУ-01 имеет широкий диапазон уставок срабатывания, благодаря чему его можно применять при различных номинальных значениях оперативного напряжения от 24 до 220 В.
Если происходит замыкание контакта газового реле, во входной цепи РКТУ-01 протекает ток, определяемый нагрузкой цепи газовой защиты и заведомо превышающий фиксированную уставку блокировки.
КСО, КРУ, УБПВД, КРУН
Высокотехнологичное оборудование для электрических сетей компании «ЕССО-Технолоджи» включает следующие устройства:
- камеры сборные одностороннего обслуживания (КСО) для использования в закрытых распределительных устройствах общепромышленного назначения;
- устройства для безударного пуска высоковольтных электродвигателей (УБПВД), работающие с таким оборудованием, питающимся от сетей переменного тока, как центробежные насосы, компрессоры, вентиляторы и воздуходувки, экструдеры, ненагруженные конвейеры, моторгенераторы и т. п.;
- комплектные распределительные устройства (КРУ) для приема электроэнергии и ее распределения между отдельными потребителями. В частности, устройства серии КРУ 2–10 эксплуатируются в электрических установках трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц напряжением 6 (10) кВ в системах с изолированной нейтралью или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью. Изготавливаются как для нужд народного хозяйства, так и для поставки на экспорт;
- комплектные распределительные устройства наружной установки (КРУН) для приема, распределения, учета и защиты электрических сетей переменного тока. Одно из новейших устройств данной линейки — КРУН 10 — предназначено для приема, распределения, учета и защиты электрических сетей переменного тока частотой 50 Гц напряжением 6 (10) кВ. Для эксплуатации этого устройства наружной установки не требуется постоянный обслуживающий персонал. КРУН 10 имеет группу механического исполнения М 40 по ГОСТ 17516.1 и пригодно для работы в районах с сейсмичностью до 7 баллов (включительно) по шкале MSK-64.
КРУН типа К-59 предназначены для приема и распределения электрической энергии переменного трехфазного тока промышленной частоты 50 и 60 Гц напряжением 6 и 10 кВ. КРУН типа К-59 применяются в качестве распределительных устройств в том числе на трансформаторных подстанциях (включая комплектные, или блочные, трансформаторные подстанции).
Кроме указанных изделий, линейка продукции ООО «ЕССО-Технолоджи» включает:
- электропривод управления и регулируемые электроприводы для различных отраслей промышленности;
- несколько типов реле тока и реле времени с выдержкой на срабатывание, а также реле промежуточное для применения в схемах релейной защиты и противоаварийной автоматики;
- вакуумные контакторы и выключатели для коммутации электрических цепей, предназначенные для дистанционного пуска;
- пускатели электромагнитные и устройство плавного пуска для асинхронных двигателей;
- контактор КТ для включения (отключения) приемников и пр.
В заключение отметим, что у компании «ЕССО-Технолоджи» есть еще один интересный фронт работ: она занимается производством и поставкой изделий для ремонта высоковольтных выключателей, масляных трансформаторов, разъединителей и другого оборудования, стоящего на подстанциях. Это важнейшая задача, учитывая, что быстро выполнить модернизацию сетей невозможно, а старое оборудование должно находиться в работоспособном состоянии, пока идет его постепенная замена новым. «ЕССО-Технолоджи» имеет сертификат качества ИСО 9001-2008 (ИСО 9001:2008), что является доказательством построения эффективной и современной системы управления.
Источник: ООО «ЕССО-Технолоджи», г. Чебоксары
Конструкция и принцип действия реле Бухгольца
Газовое реле (рисунок 13) защищает трансформатор при внутренних повреждениях, связанных с выделением газа, а также при утечке масла из-за неплотностей. Повреждениями могут быть: разложение масла под воздействием повышенной температуры, замыкание витков обмотки, некачественное соединение отводов, пробой изоляции, неисправности в магнитной системе, баке.
Реле встраивают при помощи фланцев в трубопровод, соединяющий бак трансформатора с расширителем таким образом, чтобы стрелка на корпусе реле была направлена к расширителю. Реле устанавливается на таком уровне трубопровода, чтобы при любых температурах уровень масла в расширителе был на 50 мм выше верхней крышки реле.
Основными элементами реле являются сигнальный и отключающий поплавки, которые выполнены в виде пластмассовых шаров, они не имеют пайки и не подвержены коррозии. Также основным элементом реле является отключающая пластина, реагирующая на скорость потока масла. Пластина настраивается на одну из возможных скоростей протекания масла: 0,65 м/м; 1 м/с; 1,5 м/с.
Сигнальный и отключающий контакты размещены в стеклянных трубках-герконах. Срабатывают герконы от приближения к ним постоянных магнитов, укрепленных на поплавках. Для нижнего отключающего устройства поплавок механически связан не только с магнитом, но и с отключающей пластиной.
Работа газового реле.
Неисправность – скопление газа
Нарушение: В масле присутствует свободный газ.
Реакция: Газ в масле поднимается вверх, собирается в газовом реле и вытесняет масло. С падением уровня масла верхний поплавок опускается. В результате движения поплавка задействуется переключающий контакт (выключатель с электромагнитным приводом). Собирается сигнальная цепь. На нижний поплавок воздействие не оказывается.
Неисправность – потеря масла
Нарушение: Потеря масла в результате негерметичности.
Реакция: С падением уровня масла сначала опускается вниз верхний поплавок. Срабатывает сигнализация. При продолжающейся потере масла расширитель, трубопровод и газовое реле опорожняются. С падением уровня масла нижний поплавок опускается. В результате движения поплавка задействуется выключающий контакт, после чего трансформатор отключается.
Неисправность – ударные волны в масле
Нарушение: В результате короткого замыкания в трансформаторе возникает ударная волна, движущаяся в направлении расширителя.
Реакция: Течение поступает на расположенный в жидкостном протоке клапанный затвор. Если скорость течения превышает порог срабатывания клапанного затвора, то он начинает двигаться в сторону течения. В результате этого движения задействуется выключающий контакт и производится выключение трансформатора.
GПорядок выполнения работы
1. Ознакомиться с требованиями ТБ при выполнении работы.
2. Изучить конструкцию тягового трансформатора.
3. Провести осмотр технического состояния тягового трансформатора.
«Отчет о выполненной работе
1. Устное пояснение выполненного задания.
2. Ответить на контрольные вопросы.
�Контрольные вопросы
1. Назначение, конструкция сглаживающих реакторов 080, 081.
2. Чему равен коэффициент пульсаций выпрямленного тока в цепи ТЭД после сглаживающего реактора?
3. Расположение сглаживающих реакторов 080, 081 в схеме и на электровозе.
4. Какими мотор-вентиляторами охлаждаются сглаживающие реакторы 080, 081.
5. Назначение и конструкция вспомогательных сглаживающих реакторов 233-238.
6. Расположение вспомогательных сглаживающих реакторов 233-238 в схеме и на электровозе.
7. Назначение тягового трансформатора SL 68/3848/51.
8. Напряжение на регулировочной обмотке автотрансформатора
9. Напряжение на первичной нерегулируемой обмотке, вторичных тяговых обмотках, обмотке собственных нужд на выводах E-J; E-H; E-G; T-F; обмотке отопления поезда.
10. Устройство активной части тягового трансформатора.
11. Устройство бака трансформатора.
12. Система охлаждения масла трансформатора: назначение, устройство.
13. Назначение и конструкция воздухоосушителя.
14. Назначение и конструкция реле Бухгольца, принцип действия.
15. Назначение и конструкция переключателя напряжений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Васько Н. М. Электровоз ВЛ80С. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1990.
2. Каптелкин В. А., Колеснин Ю. В. Пассажирские электровозы ЧС4 и ЧС4Т. М.: Транспорт, 1975.
3. Быстрицкий Х. Я. Устройство и работа электровозов переменного тока. М.: Транспорт, 1982.
4. Коломийченко В. В. Автосцепное устройство железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1991.
5. Инструкция по формированию, ремонту и содержанию колесных пар тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм РД. РБ БЧ 17.001-97
Реле Бухгольца: эксплуатация, преимущества, применение
Защита и распределительные устройства
Все неисправности масла в трансформаторе приводят к локализованному нагреву и пробою масла, некоторая степень дуги всегда будет иметь место при неисправности обмотки, и в результате ее разложения будут выделяться такие газы, как водород, монооксид углерода и углеводороды.
• Когда неисправность имеет очень малый тип, газ с горячими соединениями выделяется медленно, но серьезная неисправность, связанная с сильной дугой, вызывает быстрое высвобождение больших объемов газа, а также паров масла.
• Такие зарождающиеся неисправности меньших или больших величин могут быть обнаружены с помощью реле с газовым управлением, известного как реле Бухольца.
Реле Бухольца содержится в литом корпусе, который соединен, как показано ниже между резервуаром-консерватором и основным резервуаром трансформатора.
В нормальных условиях реле Бухгольца наполнено маслом. Оно состоит из литого корпуса, содержащего шарнирный полый поплавок. К плаванию прикреплен ртутный выключатель. Поплавок поворачивается в верхней части корпуса. Другой откидной клапан расположен в нижней части, которая находится непосредственно на пути масла между резервуаром и консерватором. Еще один ртутный выключатель прикреплен к клапану заслонки. Поплавок закрывает цепь сигнализации, а нижний клапан закрывает цепь отключения в случае внутренних неисправностей.
Операция
Существует много типов внутренних неисправностей, таких как неисправность изоляции, нагрев сердечника, неисправные контакты переключателя, неисправные соединения и т. д., которые могут возникнуть. При возникновении неисправности начинается разложение масла в главном резервуаре, из-за которого образуются газы. Как упоминалось ранее, основным компонентом таких газов является водород. Водород пытается подняться к консерватору, но по его пути он накапливается в верхней части реле Бухгольца.
Когда газ накапливается в верхней части корпуса, уровень масла внутри корпуса падает. Благодаря этому полый поплавок наклоняет и закрывает контакты присоединенного к нему ртутного переключателя. Это завершает цепь аварийного сигнала для подачи сигнала тревоги. Благодаря этому оператору известно, что в трансформаторе имеется некоторая зарождающаяся ошибка. Трансформатор отключен и образец газа проверен. Результаты тестирования дают указание, какой тип неисправности начинает развиваться в трансформаторе.
Контур аварийной сигнализации не отключает трансформатор сразу, а оператор дает только указание. Это связано с тем, что иногда пузырьки в масляной циркуляционной системе могут работать в цепи сигнализации, хотя на самом деле нет неисправности. Однако, если возникает серьезная неисправность, такая как внутреннее короткое замыкание между фазами, замыкание на землю внутри резервуара и т. д., тогда образуется значительное количество газа. В этом случае из-за быстрого снижения уровня масла давление в баке увеличивается. Из-за этого масло направляется к консерватору. При этом он проходит через реле, где имеется клапан заслонки. Откидной клапан отклоняется из-за спешащего масла и управляет ртутным выключателем, тем самым активируя цепь отключения, которая открывает автоматический выключатель трансформатора, полностью отключая от источника питания. Соединительная труба между резервуаром и ресивером должна быть как можно более прямой и должна наклоняться вверх под небольшим углом от горизонтали. Этот угол должен составлять около 100. Для экономических соображений реле Бухольца не предусмотрено для трансформатора с номинальной мощностью менее 500 кВА.
Различные преимущества реле Бухгольца:
1. Обычно защитное реле не указывает на возникновение неисправности. Оно срабатывает при возникновении сбоя. Но реле Бухгольца сигнализирует о неисправности на очень ранней стадии, предвосхищая неисправность и управляя контуром аварийной сигнализации. Таким образом, трансформатор может быть выведен из эксплуатации, прежде чем произойдет какой-либо серьезный ущерб.
2. Это простейшая защита в случае трансформаторов.
Различные ограничения реле Бухгольца:
1. Может использоваться только для масляных погружных трансформаторов с резервуарами-консерваторами.
2. Обнаружены только неисправности ниже уровня масла.
3. Установка ртутных переключателей не может быть слишком чувствительной, в противном случае реле может работать из-за пузырьков, вибраций, землетрясений, механических ударов и т. д.
4. Реле работает медленно, имея минимальное время работы 0,1 секунды и среднее время 0,2 секунды.
Следующие типы ошибок трансформатора могут быть защищены реле Бухгольца и обозначены аварийным сигналом:
1. Локальный перегрев
2. Вход пузырьков воздуха в масло
3. Сбой изоляции сердечника
4. Короткие замыкание
5. Потеря масла и снижение уровня масла из-за утечки
6. Плохие и свободные электрические контакты
Реле Бухгольц
В области распределения электроэнергии и передачи , A реле Бухгольца представляет собой устройство безопасности , установленных на трансформаторах и силовых катушек индуктивности в масляной ванне . Реле Бухгольца используется в системах этого типа в качестве защитного устройства, чувствительного к событиям, которые происходят во время диэлектрического повреждения (пробоя изоляции) внутри оборудования.
Резюме
- 1 принцип
- 2 позиция
- 3 Эксплуатация
- 4 Газовый пробоотборный клапан
- 5 Чувствительность
- 6 Для переключателей ответвлений
- 7 История
- 8 Альтернатива
- 9 производителей
- 10 См. Также
- 11 Источники
- 11.1 Статьи по теме
- 11.2 Библиография
- 11.3 Внешние ссылки
Принцип
Когда внутри обмоток возникает электрическая дуга или перегрев, в результате испарения масла выделяется газ. Это явление предшествует изменению электрических величин, тока или напряжения устройства. Реле Бухгольца реагирует на выброс газа и таким образом защищает трансформатор от возможного повреждения.
Должность
Реле Бухгольца размещено в трубке, соединяющей главный бак трансформатора и его маслорасширитель. Трансформатор должен быть сконструирован таким образом, чтобы любой газ, образующийся в основном резервуаре, должен был быстро подниматься в расширитель через реле Бухгольца. Другими словами, газ не должен оставаться в баке. Иногда необходимо устанавливать дополнительные трубы, например, между башенками электрических вводов и расширителем, чтобы обеспечить хороший сбор газа.
Операция
Реле Бухгольца обычно оснащены двумя контактами: одним для сигнализации и одним для отключения:
- При медленном накоплении газа, возможно, из-за перегрузки, газ накапливается в верхней части реле, когда уровень масла падает. В этом случае обнаружение поплавка используется для подачи сигнала тревоги. Эта система также обнаруживает утечки масла.
- Если образуется дуга, газ быстро накапливается, и масло быстро течет в расширитель. Этот поток масла приводит в действие переключатель, прикрепленный к лопатке, расположенной на пути потока масла. Этот переключатель обычно приводит в действие автоматический выключатель, чтобы отключить (изолировать) устройство до того, как неисправность вызовет дальнейшее повреждение.
Клапан отбора проб газа
Реле Бухгольца имеют контрольный клапан, позволяющий удалить скопившийся газ для проверки. Присутствие горючего газа в реле указывает на некоторую внутреннюю неисправность, такую как перегрев или искрение, в то время как воздух, обнаруженный в реле, указывает только на то, что уровень масла низкий или есть утечка.
Чувствительность
Необходимо следить за тем, чтобы реле Бухгольца не срабатывало при запуске насосов охлаждения трансформатора.
Для переключателей ответвлений
В дополнение к реле Бухгольца, размещенному между основным баком и расширителем, подобное реле обычно устанавливается между корпусом переключателя РПН и масляной частью переключателя расширителя. Его принцип аналогичен, но имеет только один триггерный контакт. Фактически, в переключателе РПН выброс газа является нормальным. Следовательно, нет сигнала тревоги, чтобы сигнализировать об этом состоянии, более того, как правило, не практикуется анализ газов, растворенных в масле переключателя. Однако появление переключателя ответвлений с вакуумными прерывателями , в котором отсутствует электрическая дуга в масле во время срабатывания переключателя, делает этот анализ возможным. Кроме того, были разработаны методы обнаружения неисправностей в обычных устройствах РПН на основе данных анализа растворенных газов.
История
Это устройство было впервые разработано Максом Бухгольцем в 1921 году. Реле Бухгольца использовались в силовых трансформаторах, по крайней мере, с 1940-х годов.
Альтернатива
В дополнение к реле Бухгольца или его замене, трансформаторы могут быть оснащены реле внезапного повышения давления, которое, как следует из названия, обнаруживает изменение внутреннего давления трансформатора, чтобы распознать появление электрической дуги.
Реле Бухгольца BF-80
BF-80 Реле Бухгольца BF-80
Назначение
Реле Бухгольца предназначено для защиты масляных трансформаторов и других изолированных или охлаждаемых жидкостью аппаратов с расширительным сосудом. Реле Бухгольца BF-80/Q — 10-22-211 уставка 1,0 м/с Реле Бухгольца BF-80/Q — 10-22-111 уставка 0,65 м/с
Многообразие типов реле Бухгольца ориентируется по нормам и стандартам, а также по специальным требованиям заказчиков. Каждое устройство поставляется с сертификатом испытания. Pеле Бухгольца фирмы EMB соответствует EN 50216 (ЕН 50216). Номинальная мощность и конструкция защищаемого устройства определяют тип используемого реле Бухгольца. Наш ассортимент обеспечивает оптимальное согласование. PелеБухгольца могут использоваться в установках под открытым воздухом или в помещениях.
Конструкция реле Бухгольца
Корпус (рисунки 1A и 1B) Корпус изготовлен из стойкого к воздействию метеорологических условий алюминиевого литейного сплава и снабжен лакокрасочным покрытием. Он имеет в зависимости от исполнения резьбовое или фланцевое исполнение (1). Для контроля функций систем коммутации в корпусе есть смотровые оконца (2). По шкале, нанесенной на оконца, можно определить объем собравшегося газа.
Приборы могут быть оснащены откидывающимися кверху крышками (3) перед смотровыми оконцами.Крышка (рисунок 2) Крышка изготовлена из стойкого к воздействию метеорологических условий алюминиевого литейного сплава и снабжена лакокрасочным покрытием. Над крышкой располагается коробка выводов (1), испытательный вентиль (2) и испытательная кнопка, закрытая колпачковой гайкой (3), а также табличка (4) с указаниями по обслуживанию испытательной кнопки. Коробка наряду с заземлением (5) содержит закрепленные в дне крышки электрические вводы (6). Коробка защищена колпаком от прикосновения и попадания загрязнений. На внутренней стороне колпака приведена схема контактов (8). Соединительный провод вводится на выбор через один из двух кабельных арматур с резьбовым соединением (9). Переключающее устройство (рисунки 3A и 3B)
Переключающее устройство состоит в основном из: Однопоплавковое реле Бухгольца имеет только одну систему коммутации, у двухпоплавкового реле Бухгольца есть верхняя и нижняя системы коммутации. Постоянный магнит и поплавок механически жестко соединены друг с другом и как функциональная единица подвижно закреплены на раме. На раме находятся также контрольная механика и выключатель(и) с электромагнитным приводом.
поплавок (1)
постоянный магнит (2)
один или два выключателя с электромагнитным приводом (3)
рама (4)
контрольная механика (5)
клапанный затвор (6)
Клапанный затвор удерживается постоянным магнитом.Газовая защита трансформатора: устройство, принцип действия
Силовые маслонаполненные трансформаторы, имеющие в своей конструкции расширительный бак, с мощностью от 630кВа, в обязательном порядке комплектуются газовой защитой. Газовое реле служит для защиты от всех видов внутренних повреждений, во время, которых происходит выделение горючего газа, стремительное протекание масла в расширительный бак и утечка масла из трансформатора наружу.
Защита трансформатора
Прямое предназначение защитного устройства для трансформатора высокой мощности — это сохранение его от внутренних повреждений. К таким внутренним угрозам относят следующие:
- Витковые замыкания в таких обмотках как ВН и НН.
- Пожар стали трансформатора.
- Утечка масла из бака трансформатора.
Принцип действия газовой защиты трансформатора основывается на том, что система контролирует разложение трансформаторного масла, которое происходит из-за воздействия очень высоких температур на газы. Повышение температуры — это локальная проблема, которая возникает из-за короткого замыкания обмотки описываемого устройства или же при возникновении пожара стали. При появлении данной проблемы, место, где произошел сбой, будет сильно нагреваться, из-за чего температура газов также будет расти.
Реле Бухгольца Cedaspe
Защитное газовое реле предназначено для выявления неполадок, а также для минимизации любых повреждений, которые могут возникнуть внутри масляного трансформатора.
Реле эффективно при:- коротких замыканиях на сердечнике трансформатора;
- нарушении изоляции стяжных шпилек сердечника;
- перегреве частей обмотки;
- нарушении контактов;
- коротких замыканиях между фазами, витками;
- коротких замыканиях на землю;
- пробое вводных изоляторов внутри бака.
Кроме того, реле может предотвратить возникновение условий для выхода из строя трансформатора, таких как падение уровня масла из-за утечек или попадание воздуха из-за дефектов системы циркуляции масла.
Таким образом, применение других средств защиты не исключает использование газового реле Бухгольца, поскольку это устройство является единственным средством обнаружения мелких неисправностей, которые могут привести к серьезным повреждениям, если не будут устранены.
Работа газовой защиты трансформатора
При слишком большой температуре в любом месте внутри трансформатора, масло будет газогенерировать. Газы, образовавшиеся в результате этого, будут стремиться попасть в расширительный бак устройства, а для того чтобы проникнуть туда, они будут проходить через корпус газового реле.
Именно через него и осуществляется газовая защита трансформатора. При слишком большом давлении газов в корпусе реле, уровень масла начнет неизбежно падать, что, в свою очередь, вызывает опрокидывание чашек. В этот момент газовое реле и срабатывает.
Газовое реле – типы, внутреннее устройство и конструкция
Существует три основные разновидности газового реле:
- Поплавковые реле.
- Лопастные.
- Чашечные.
Самые распространенные – поплавковые газовые реле.
Корпус реле представляет собой литой сосуд из алюминиевого сплава или чугуна, покрытого защитным лакокрасочным материалом с двумя поплавками. Существуют также однопоплавковые реле с фланцевым или резьбовым соединением. Сосуд реле врезан в рассечку наклонного трубопровода, предназначенного для соединения трансформаторного и расширительного баков.
Рис №1. Газовое реле в конструкции трансформатораГазовое реле
Названный вид защиты в трансформаторе представлен механическим реле, которое дополняется двумя парами контактов. Стоит отметить, что интенсивность образования газов внутри трансформатора будет напрямую зависеть от степени, а также характера тех повреждений, которые вызвали это самое образование газов.
Именно благодаря этому есть возможность создать такую газовую защиту трансформатора, которая будет способна определять степень и характер повреждения и, в зависимости от полученных данных, посылать сигнал либо же сразу отключать агрегат. Основным элементом защиты в таких устройствах является газовое реле класса KSG. Его установка осуществляется в маслопроводе, который располагается между баком и расширителем.
Газовая защита рпн трансформатора на струйном реле
Газовая защита РПН трансформатора выполнена на струйном реле и действует на отключение трансформатора при интенсивном движении потока масла из бака РПН в сторону расширителя.
Контакторы переключателя РПН находятся в отделенном от бака трансформатора отсеке. Поскольку при переключении контакторов дуга горит в масле, то масло постепенно разлагается с выделением газа и других компонентов. Это масло не смешивается с остальным маслом в баке и не ухудшает его качество. Бак РПН так же соединяется с расширителем (отдельный отсек) и в соединительной трубе устанавливается специальное реле, например, типа URF-25.
Струйное реле URF 25, URF 25/10
Это реле называется струйным и работает только при выбросе масла. После срабатывания струйное реле остается в сработанном положении и должно возвращаться в исходное положение нажатием кнопки на реле. Реле снабжено также кнопкой опробования, нажав на которую можно отключить трансформатор.
Струйное реле URF 25/10 устанавливается в трубопровод между головкой ступенчатого переключателя и расширителем. Установка реле позволяет контролировать поток масла. Если скорость течения масла превышает порог реагирования клапанного затвора (0,9-4,0 м/с ±15%, в зависимости от клапанного затвора), включается переключающий контакт и трансформатор выключаются.
Видео: Контроль изоляции цепей газовой защиты
В видео рассказывается об особенностях организации газовой защиты и принципах работы реле контроля изоляции Флокс. Кроме того, презентация будет полезна всем, кто начинает свое знакомство с темой релейной защиты трансформатора.
Элементы газового реле
Повторимся, что газовая защита трансформатора осуществляется посредством реле. Другими словами принцип действия защиты основан на работе этого устройства. Одним из основополагающих элементов защиты выступают алюминиевые чашки плоскодонного типа, которые осуществляют вращательное движение в такт с контактами подвижного типа, вокруг оси чашки.
Данные провода могут замыкаться с недвижущимися в том случае, если чашки начнут опускаться. А во время правильного процесса эксплуатации (когда объем масла в кожухе реле находится на приемлемом уровне) эти основные элементы защиты удерживаются в определенном положении, при котором они не замыкают ни один из контактов.
При понижении уровня масла в кожухе чашки также начинают опускаться вместе с контактами, которые замыкаются с другими, неподвижными. Причем при небольших повреждениях будет опускаться лишь верхняя чашка, и замыкание ее контактов приведет к тому, что устройство газовой защиты трансформатора подаст лишь сигнал о поломке.
Если интенсивность газообразования высока, то поток масла и газа будут также воздействовать и на лопасть, которая при замыкании контактов вместе с опущенной чашкой вызовет отключение, работающего трансформатора.
При нормальной работе агрегата, скорость масла внутри имеет значения — 0,6/0,9/1,2 м/с. Данный показатель зависит от качества охлаждения объекта. При возникновении неполадки, скорость отклика газовой защиты трансформатора занимает от 0,05 с до 0,5 с. Можно добавить, что на территории Российской Федерации наибольше распространение получило газовое реле с двумя шарообразными пластмассовыми поплавками BF80/Q.
Технические характеристики и основные показатели газовых реле
Действие газовой защиты трансформатора
Стоит сказать о том, что газовая защита получила широкое распространение за счет особой чувствительности данной системы — она отлично реагирует на любые внутренние повреждения, которые происходят в объекте.
При любой неполадке внутри агрегата будет образовываться либо электрическая дуга, либо нагрев деталей, и это будет приводить к сильному разложению масла и изоляционных материалов, что, в свою очередь, вызывает образование газов. Так как летучие газы намного легче масла, то они будут подниматься в расширительный бак, располагающийся на самом верху трансформатора. Если газообразование будет слишком интенсивным, то давление этого вещества начнет приводить в движение масло, которое начнет двигаться в сторону расширителя через кожух.
Из этого следует, что газовая защита трансформатора реагирует на интенсивное образование газов и движение масла внутри объекта, так как в сумме эти два действия сигналят о том, что возникла поломка внутри агрегата.
Изобретение газового реле для защиты трансформатора. История Макса Бухгольца
Будущий изобретатель газового реле родился в прусской семье переплетчика в феврале 1875 года. С детства Макс проявлял интерес к механическим объектам. Двадцатипятилетие отпраздновал в Берлинском инженерном университете будучи студентом первого курса. По окончанию учебного процесса приобрел специальность в сфере электрического машиностроения (электротехник).
Макс Бухгольц
В 1901 году получил рабочее место в компании “Siemens & Halske”, которая в то время занималась строительством первых европейских метро. Кстати, в это же время руководство фирмы заключает договор на реализацию проекта пятигорской линии трамвая почти за полмиллиона рублей.
В 1903 году Бухгольц устраивается на работу в судоходную компанию “Berlin-Stettin” в отдел проектирования электрооборудования и профильных станков. На этом месте Макс впервые проводит исследовательские роботы и открывает первые изобретения. В 1910 году «инженерские плоды» он получил несколько золотых и серебряных медалей на Всемирной выставке в Брюсселе, но конструкт газового реле еще ждал своей очереди…
В период Первой мировой войны Бухгольц уходит на фронт. В 1917 году, после ожесточенного боя, Макса госпитализируют. Через некоторое время изобретателя назначают на пост президента Кассельского строительного управления, которое вскоре переименовали в «Управление электроэнергетики». Но острый ум “прусского Кулибина” видимо не мог приспособиться к архитекторскому формату и в 1918 году Макс переходит в машиностроительное управление Касселя в качестве инженера-технолога. Через некоторое время Бухгольц возглавит это учреждение, которое считают в некотором роде колыбелью газового реле трансформатора.
Прусское машиностроительное управление Касселя
Прусское машиностроительное управление было основано для строительства механического и электротехнического оборудования в плотинах Эдера и Диемеля. Во время проектных работ Бухгольц всё чаще стал замечать, что трансформаторы выходят со строя после грозы. Исследователь внимательно изучил явление и пришел к выводу, что критические скачки напряжения разрушают на обмотках изоляционные материалы и вследствии чего выделяется большое количество газов.
Первое газовое реле, 1925 год
Проблема защиты трансформатора от “капризов природы” в то время волновала многих владельцев предприятий, но по большому счету не имела эффективных профилактических мер. В 1923 году после очередных поломок в управлении, Максу приходит гениальная мысль во время принятия ванны (как утверждают источники). Проведя расчеты, он советуется с сотрудниками и находит верное решение, которое видимо подталкивает Бухгольца на создание прототипа первого газового реле.
Вскоре изобретатель регистрирует патент и в 1928 году основывает в Касселе компанию “Max Buchholz AG”, а в Цюрихе – компанию “Elektrokustos AG”. Газовое реле было сразу же включено в состав трансформаторов, выпускаемых немецкой фирмой “AEG” и швейцарской фирмой “BBC”. Контракты с этими крупными компаниями сделали фамилию Бухгольца и систему газовой защиты известной во всей сфере энергетики.
Силовые трансформаторы
В силовых трансформаторах кроме наличия газового реле, которое реагирует на газообразование и движение масла в сторону расширителя, присутствуют также реле струйного типа. Предназначение названных реле — защита контакторов маслонаполненных переключателей ответвлений трансформаторов от повреждений, которые могут возникать из-за слишком быстрого потока масла, следующего из бака контактора в расширитель.
Также стоит сказать о том, что газовая защита силовых трансформаторов срабатывает даже при самых незначительных повреждениях, то есть даже при малой интенсивности образования газов и при малой скорости движения масла. Кстати, электрическая защита струйного реле не способна уловить такие мелкие нарушения.
Особенности защиты
Важно заметить, что по своему принципу действия газовая защита многогранна. Она реагирует не только на образование газов, но и на наличие в трансформаторе атмосферного воздуха, на движение или толчки масла внутри кожуха, а также на механические повреждения, которые могут возникать из-за вибрации корпуса агрегата.
Для того чтобы избежать ложного срабатывания газовой защиты и ненужного отключения трансформатора, нижний поплавок газового реле чаще всего выставляют так, чтобы он реагировал на скорость движения масла в пределах от 50 до 160 см/с.
Преимущества защиты
Среди основных преимуществ газовой защиты трансформатора можно выделить следующие пункты:
- Простота устройства данной защиты, а также высокая чувствительность реле.
- Количество времени, которое необходимо защите для принятия решения, очень мало. Присутствует возможность выбора между сигналом и отключением, в зависимости от информации о повреждении внутри объекта.
- Именно газовая защита считается наиболее чувствительной при защите обмоток трансформатора, а также при замыкании его витков.
Кроме сказанного, можно добавить, что все трансформаторы, мощность которых 1 000 кВт и более, поставляются уже с наличием данного типа защиты. Однако есть небольшой минус, который заключается в том, что газовая защита никак не реагирует на повреждения выводов агрегата, а потому должна комплектоваться второй защитой от внутренних неполадок. К примеру, в трансформаторах малой мощности, такой системой защиты стали МТЗ и токовые отсечки.
Структура газового реле. Основной механизм защиты и свойства повреждений силового трансформатора
Описание функции двухэлементного (двухпоплавкого) газового реле. Во время нормальной работы трансформатора внутренняя камера реле Бухгольца полностью заполнено маслом. Поплавки при этом зафиксированы в верхних позициях и выполняют роли триггеров. В случае какой-либо неисправности внутри бака образуется газовое скопление. Оно движется к расширителю, который соединен с баком с помощью трубопровода. В участке соединительной трубы располагается газовое реле. Выделяемый газ первостепенно аккумулируются именно в этом месте.
Газовое реле от Сименс-Шуккертверке 1927 года
В зависимости от тяжести повреждения внутри трансформатора и количества газа в реле, происходит срабатывание защитных свойств. За счет того, что газ вытесняет поддерживающее поплавки масло, они опускаются вниз и активизируют подачу нужных сигналов для корректировки работы силового трансформатора. Двухэлементные газовые реле используются для обнаружения мелких или крупных повреждений, к примеру:
- повреждение изоляции стяжного штифта;
- короткие замыкания в межвитковых точках;
- испорченные контакты;
- перегрев сектора обмотки;
- прокол втулок;
- фазные короткие замыкания;
Защитная функция газового реле также будет срабатывать в случае утечки масла или попадания воздуха в масляную систему.
Газо-масляное реле не только обеспечивает защиту от ряда внутренних неполадок, но и также способно в некоторых случаях помочь идентифицировать тип неисправности трансформатора. Собирающийся в реле газ, отличается по составу, цвету и запаху в зависимости от фактора повреждения.
- Если газ бесцветный и не имеет запаха или имеет только слабый запах масла, то газ попадает в воздушную ловушку в масле или изоляционной оболочке;
- Если газ имеет серовато-белый цвет с острым и проникающим запахом, но не воспламеняется, это связано с перегревом или поврежденной изоляцией.
- Если газ темно-серый и легковоспламеняющийся, это может быть связано со вспышкой в масле или чрезмерным перегревом масла, вызванным неисправностью обмотки или центрального элемента.
При срабатывании защитного сигнала газового реле, если анализ собранного газа не указывает на серьезную неисправность, трансформатор можно оставить в рабочем состоянии до тех пор, пока не появится возможность провести его тщательную проверку. Обычно при первичном запуске трансформатора появляются сигналы о его неисправности из-за скопления воздуха в масле или изоляционных частях.